KR20210109855A - Apparatus and Method for Phase Compensating of Transmission Signal, and Radar Apparatus of Vehicle with the same - Google Patents

Apparatus and Method for Phase Compensating of Transmission Signal, and Radar Apparatus of Vehicle with the same Download PDF

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Abstract

The present embodiment relates to an apparatus for correcting a phase of a transmission signal of vehicle radar and a method thereof, and a vehicle radar apparatus including the same and, more specifically, to a phase correction apparatus, in regard to a vehicle radar apparatus including a plurality of transmission channels transmitting transmission signals at the same time, determines a phase control value based on a source transmission signal applied to a phase shifter included in each of the transmission channels at a first transmission timing, and a distortion transmission signal extracted from a coupler included in each of the transmission channels, and then, applies the determined phase control value to the phase shifter, thereby making a phase compensation for a target sensing transmission signal transmitted at a subsequent second transmission timing based on the phase control value, and a vehicle radar apparatus including the same. Through the present embodiment, the quality of a radar reception signal can be improved, and the precision of target information can be improved.

Description

차량용 레이더의 송신신호 위상 보정 장치 및 방법과, 그를 포함하는 차량용 레이더 장치 {Apparatus and Method for Phase Compensating of Transmission Signal, and Radar Apparatus of Vehicle with the same}Apparatus and Method for Phase Compensating of Transmission Signal, and Radar Apparatus of Vehicle with the same}

본 발명의 일 실시예는 차량용 레이더 장치 및 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 차량용 레이더에서 다수의 송신채널의 송신신호에 대한 위상 편차를 동적으로 보정함으로써 신호 품질을 개선할 수 있는 차량용 레이더의 송신신호 위상 보정 장치 및 방법과, 그를 포함하는 차량용 레이더 장치에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a vehicle radar apparatus and a control method. More specifically, a transmission signal phase correction apparatus and method for a vehicle radar capable of improving signal quality by dynamically correcting phase deviations for transmission signals of a plurality of transmission channels in a vehicle radar, and a vehicle radar device including the same it's about

차량 등에 탑재되는 레이더 장치는 차량 제어를 수행하기 위한 센서장치로 널리 이용되고 있으며, 일정한 주파수를 가지는 전자기파를 송출하고 대상체에서 반사된 신호를 수신한 후, 수신한 신호를 처리함으로써 대상체의 위치 또는 속도 정보 등으로 추출하는 기능을 수행한다.A radar device mounted on a vehicle, etc. is widely used as a sensor device for performing vehicle control, and transmits electromagnetic waves having a constant frequency, receives a signal reflected from an object, and processes the received signal to thereby process the position or speed of the object. It performs the function of extracting information, etc.

이러한 차량용 레이더로 획득된 타겟 정보는 거리정보 및 각도정보를 포함하는 위치정보와, 자차량과 타겟 사이의 상대 속도정보 등을 포함한다.The target information obtained by the vehicle radar includes location information including distance information and angle information, and relative speed information between the own vehicle and the target.

차량용 레이더는 안테나부와, 신호송수신부 및 신호처리부 등을 포함하며, 신호송수신부와 신호처리부는 일종의 디지털 시그널 프로세서 칩(Digital Signal Processor Chip) 등으로 구현될 수 있다.The vehicle radar includes an antenna unit, a signal transmission/reception unit, and a signal processing unit, and the signal transmission/reception unit and the signal processing unit may be implemented as a kind of digital signal processor chip.

한편, 차량용 레이더는 감지거리 범위를 다양하게 하거나 또는 측정 정밀도를 향상시키기 위하여, 다수의 송신안테나 또는 다수의 송신채널을 포함할 수 있다.On the other hand, the vehicle radar may include a plurality of transmission antennas or a plurality of transmission channels in order to diversify the detection range or to improve the measurement precision.

이러한 다중 송신채널을 가지는 레이더 장치에서는 동일시점에 다수의 송신채널에서 동일한 송신신호를 송신할 필요가 있다.In a radar device having such multiple transmission channels, it is necessary to transmit the same transmission signal in a plurality of transmission channels at the same time.

이 때, 다수의 송신채널에서 동시에 송출되는 송신신호들은 완전히 동일한 위상을 가져야 수신신호의 품질이 향상되고, 그에 따라 정확한 타겟 각도 정보 획득이 가능하다.In this case, when the transmission signals simultaneously transmitted from a plurality of transmission channels have the same phase, the quality of the reception signal is improved, and thus accurate target angle information can be obtained.

그러나, 레이더 장치의 물성, 레이더 장치를 구성하는 소자의 온도, 송신안테나의 물리적 특성차이 등의 환경에 따라서 송신시점마다 다수의 송신채널의 송신신호의 위상이 미세한 차이를 가질 수 있다.However, depending on the environment such as the physical properties of the radar device, the temperature of elements constituting the radar device, the difference in physical characteristics of the transmission antenna, the phases of the transmission signals of the plurality of transmission channels may have minute differences at each transmission time point.

이러한 동시 송신신호의 위상 차이로 인해서 수신 신호의 품질이 열화되고, 그에 따라 타겟 정보의 정확도가 감소될 수 있다.Due to the phase difference of the simultaneous transmission signal, the quality of the received signal may be deteriorated, and thus the accuracy of the target information may be reduced.

이를 위하여, 레이더 장치마다 다수의 송신채널에 대한 고정된 위상 조절값을 설정하여 송신신호의 위상을 보정하는 방안이 제안되고 있다.To this end, a method of correcting the phase of a transmission signal by setting a fixed phase adjustment value for a plurality of transmission channels for each radar device has been proposed.

그러나, 이러한 고정된 위상 조절값을 이용하는 방식은 레이더 장치 소자의 온도변화, 레이더 장치를 구성하는 소자의 시계열적인 물성 변화 등과 같은 동적 환경 변화에는 적절하지 않을 수 있다.However, the method using such a fixed phase adjustment value may not be suitable for dynamic environmental changes such as temperature change of radar device elements and time-series changes in physical properties of elements constituting the radar device.

따라서, 차량용 레이더 장치에서, 온도변화, 물성변화 등에 기인하는 동시 송신신호의 위상 왜곡을 동적으로 보정하는 방안이 필요하다.Accordingly, there is a need for a method for dynamically correcting the phase distortion of the simultaneous transmission signal due to temperature change, physical property change, etc. in the vehicle radar device.

이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 레이더의 송신신호의 위상을 보정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Against this background, an object of the present embodiment is to provide an apparatus and method for correcting the phase of a radar transmission signal.

본 실시예의 다른 목적은, 다수의 송신채널에서 동시에 동일한 송신신호를 송출하는 차량용 레이더 장치에서 동시 송신신호의 위상 편차를 제거함으로써, 수신신호 품질을 개선하고, 타겟 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있는 차량용 레이더의 송신신호 위상 보정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of this embodiment is to improve the received signal quality and improve the precision of target information by removing the phase deviation of the simultaneous transmission signal in a vehicle radar device that simultaneously transmits the same transmission signal in a plurality of transmission channels. To provide a radar transmission signal phase correction apparatus and method.

본 실시예의 다른 목적은 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 다음 시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of this embodiment is to determine a phase adjustment value based on a source transmission signal and a distorted transmission signal for each transmission channel in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, thereby determining a target at the next time point. An apparatus and method capable of correcting the phase of a sensed transmission signal are provided.

본 실시예의 다른 목적은 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 제1송신시점에서 각 송신채널에 포함된 위상쉬프터로 인가되는 소스 송신신호와, 각 송신채널에 포함된 커플러에서 추출되는 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하고, 결정된 위상 조절값을 위상쉬프터로 인가하여, 위상 조절값을 기초로 이어지는 제2송신시점에 송신되는 타겟 감지 송신신호를 위상 보상하는 레이더 장치를 제공하는 것이다.Another object of this embodiment is to include a source transmission signal applied to a phase shifter included in each transmission channel at a first transmission time in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, and each transmission channel. The phase adjustment value is determined based on the distorted transmission signal extracted from the coupler, and the determined phase adjustment value is applied to the phase shifter, and the target detection transmission signal transmitted at the second transmission time following the phase adjustment value is phase compensated. It is to provide a radar device that does this.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 제1송신시점에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출부와, 상기 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출부와, 상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출부; 및 상기 제1송신시점에 이어지는 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정부;를 포함하는 송신신호 위상 보정 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention provides a source transmission for extracting a source transmission signal serving as a reference at a first transmission point in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals. A signal extraction unit, a distorted transmission signal extraction unit for extracting a distorted transmission signal in which phase distortion is generated at the first transmission time, and a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time a phase adjustment value calculator to calculate; and a phase correction unit for correcting the phase of the target detection transmission signal using the phase adjustment value at a second transmission time subsequent to the first transmission time.

이 때, 상기 소스 송신신호는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호일 수 있다.In this case, the source transmission signal may be an unmodulated signal, and the target detection transmission signal may be a frequency modulated signal.

또한, 상기 위상 조절값 산출부는 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정할 수 있다.Also, the phase adjustment value calculator may calculate a representative phase value based on the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal, and determine the phase representative value as the phase adjustment value.

이 때, 제1송신시점은 다수의 제1 서브 송신시점을 포함하며, 상기 위상 조절값 산출부는 상기 다수의 제1 서브 송신시점에서 산출된 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상의 차이값의 평균을 상기 위상 대표값으로 결정할 수 있다.In this case, the first transmission time includes a plurality of first sub transmission time points, and the phase adjustment value calculating unit is the difference between the phases of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal calculated at the plurality of first sub transmission times. An average of the values may be determined as the phase representative value.

또한, 소스 송신신호 추출부는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며, 상기 왜곡 송신신호 추출부는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출할 수 있다.In addition, the source transmission signal extractor extracts the source transmission signal from the input signal of the phase shifter included in each transmission channel of the radar device, and the distorted transmission signal extractor is the transmission signal from the coupler included in each transmission channel of the radar device. A distorted transmission signal can be extracted.

다른 실시예에 의하면, 동시에 동일한 송신신호를 송신하는 복수의 송신채널을 포함하는 송신부와, 타겟에서 반사된 수신신호를 수신하는 수신안테나를 포함하는 수신부와, 상기 수신안테나에서 수신된 수신신호를 처리하여 타겟의 정보를 획득하는 신호처리부, 및 상기 복수의 송신채널에 포함되는 각 송신채널에 대하여 제1송신시점에서 추출되는 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 제2송신시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 송신신호 위상 보정 장치를 포함하는 차량용 레이더 장치를 제공한다.According to another embodiment, a transmission unit including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting the same transmission signal, a reception unit including a reception antenna for receiving a reception signal reflected from a target, and processing the reception signal received from the reception antenna to determine the phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal extracted at the first transmission time for each transmission channel included in the signal processing unit and the plurality of transmission channels included in the plurality of transmission channels, the second Provided is a radar device for a vehicle including a transmission signal phase correction device for correcting a phase of a target detection transmission signal at a transmission time.

한편, 상기 복수의 송신채널에 포함되는 각 송신채널은 위상쉬프터, 커플러 및 송신안테나를 포함하며, 상기 송신신호 위상 보상장치는 상기 송신신호 위상 보정장치는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며, 상기 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출할 수 있다.On the other hand, each transmission channel included in the plurality of transmission channels includes a phase shifter, a coupler and a transmission antenna, the transmission signal phase compensator, the transmission signal phase compensator, the source transmission signal from the input signal of the phase shifter and extracting the distorted transmission signal from the coupler.

이 때, 상기 송신부는 수평방향으로 일정 수평거리만큼 이겨 배치되는 2개 이상의 송신안테나를 포함할 수 있다.In this case, the transmitting unit may include two or more transmitting antennas arranged to be spaced apart by a predetermined horizontal distance in the horizontal direction.

또다른 실시예에 의하면, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서의 방법으로서, 제1송신시점에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출단계와, 상기 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출단계와, 상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출단계, 및 상기 제1송신시점에 이어지는 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정 단계를 포함하는 차량용 레이더 장치에서의 송신신호 위상 보정 방법을 제공한다. According to another embodiment, there is provided a method in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, the method comprising: extracting a source transmission signal serving as a reference at a first transmission time point; A distorted transmission signal extraction step of extracting a distorted transmission signal having a phase distortion at a first transmission time, and a phase adjustment value calculation for calculating a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time and a phase correction step of correcting the phase of a target detection transmission signal using the phase adjustment value at a second transmission time subsequent to the first transmission time. .

아래에서 설명할 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 레이더의 송신신호의 위상을 적절하게 보상할 수 있다.As will be described below, according to an embodiment of the present invention, it is possible to appropriately compensate the phase of the radar transmission signal.

더 구체적으로는, 다수의 송신채널에서 동시에 송신신호를 송출하는 차량용 레이더 장치에서 송신신호의 위상 편차를 제거함으로써, 수신신호 품질을 개선하고, 타겟 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.More specifically, by removing the phase deviation of the transmission signal in the vehicle radar apparatus that simultaneously transmits the transmission signal in a plurality of transmission channels, there is an effect of improving the quality of the received signal and the accuracy of the target information.

또한, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 다음 시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 적절하게 보상할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다. In addition, in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, the phase adjustment value is determined based on the source transmission signal and the distorted transmission signal for each transmission channel, and the target detection transmission signal at the next time point is determined. It is possible to provide an apparatus and method capable of properly compensating for a phase.

도 1은 일반적인 차량용 레이더 센서의 물체 감지 방식을 도시하며, 중/장거리 감지영역과 근거리 감지영역이 도시되어 있다.
도 2는 본 실시예에 의한 위상 보정장치가 사용될 수 있는 차량용 레이더 장치의 송수신 채널의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 실시예에 의한 차량용 레이더 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 본 실시예에 의한 위상 보정장치의 기능별 블록도이다.
도 5는 본 실시예에 의한 위상 보정 장치가 적용된 레이더 송신부의 세부 구성을 도시한다.
도 6은 본 실시예에 의한 소스 송신신호 및 타겟 감지 송신신호 파형의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 실시예에 의한 레이더 장치의 타겟 감지 송신신호의 일 예로서, 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호 파형과 그를 이용한 거리 감지 원리의 일 예를 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 실시예에 의한 레이더 장치에 사용되는 송신안테나의 실시예들을 도시한다.
도 10은 본 실시예에 의한 송신신호 위상 보정방법의 흐름을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치가 제공하는 신호 처리 방법에 대한 흐름도이다. 1 shows an object detection method of a typical vehicle radar sensor, and a medium/long-range detection area and a short-range detection area are shown.
2 shows an example of a transmission/reception channel of a vehicle radar device in which the phase correction device according to the present embodiment can be used.
3 shows the configuration of a vehicle radar device according to the present embodiment.
4 is a block diagram for each function of the phase correction device according to the present embodiment.
5 shows a detailed configuration of a radar transmitter to which the phase correction device according to the present embodiment is applied.
6 shows an example of waveforms of a source transmission signal and a target detection transmission signal according to the present embodiment.
7 is an example of a target detection transmission signal of the radar apparatus according to the present embodiment, and shows an example of a frequency-modulated continuous wave (FMCW) signal waveform and a distance detection principle using the same.
8 and 9 show examples of transmission antennas used in the radar apparatus according to the present embodiment.
10 is a flowchart showing the flow of the transmission signal phase correction method according to the present embodiment.
11 is a flowchart of a signal processing method provided by a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the essence, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It should be understood that elements may be “connected,” “coupled,” or “connected.”

도 1은 일반적인 차량용 레이더 센서의 물체 감지 방식을 도시하며, 중/장거리 감지영역과 근거리 감지영역이 도시되어 있다.1 shows an object detection method of a typical vehicle radar sensor, and a medium/long-range detection area and a short-range detection area are shown.

도 1과 같이, 차량용 레이더 센서를 이용하여 차량 부근의 물체를 감지할 때, 전방의 장거리 타겟을 감지하는 중/장거리 감지 기능과, 차량 부근의 근거리 타겟을 감지하는 근거리 감지 기능을 모두 보유하여야 한다.1 , when detecting an object near a vehicle using a vehicle radar sensor, both a medium/long-range detection function for detecting a long-range target in front and a short-range detection function for detecting a short-range target near the vehicle must be possessed .

레이더 센서가 사용되는 차량에서는 운전자의 주행 보조를 위하여 여러가지 형태의 운전자 보조 시스템(Driver Assistance System; DAS)이 사용되고 있다.In a vehicle in which a radar sensor is used, various types of driver assistance systems (DAS) are used to assist a driver in driving.

그 중에서 전방 차량을 추종하는 적응형 크루즈 시스템(Adaptive Cruise System; ACC)에서는 차량의 주행방향 전방에 있는 중장거리 타겟을 감지할 필요가 있다.Among them, in an adaptive cruise system (ACC) that tracks a vehicle in front, it is necessary to detect a mid-to-long-range target in front of the vehicle in the driving direction.

한편, 전방 장애물 존재시 긴급하게 차량을 제동하거나 조향회피를 하는 자동 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking System; AEB) 또는 자동 긴급 조향 시스템(Autonomous Emergency Steering System; AES)과, 차선 변경시 인접 차선 장애물과의 충돌을 방지하는 차선 변경 보조 시스템(Lane Changing Assistance; LCA) 시스템 등에서는 차량 부근의 근거리 장애물을 높은 정밀도로 감지할 필요가 있다.On the other hand, an Autonomous Emergency Braking System (AEB) or Autonomous Emergency Steering System (AES) that urgently brakes or avoids steering the vehicle in the presence of an obstacle in front, and an obstacle in the adjacent lane when changing lanes In the Lane Changing Assistance (LCA) system, etc., it is necessary to detect a short-distance obstacle in the vicinity of a vehicle with high precision.

즉, 차량용 레이더 장치는 넓은 거리 범위에 있는 여러 타겟의 거리, 속도 및 각도 정보와 같은 타겟 정보를 정밀도 높게 측정해야 한다.That is, the vehicle radar device must measure target information such as distance, speed, and angle information of multiple targets in a wide range with high precision.

특히, 일반적인 2차원적인 도로 주행환경에서는 수직정보보다는 타겟의 거리와 수평각도를 포함하는 타겟의 횡위치 정보를 정밀하게 측정해야 한다.In particular, in a general two-dimensional road driving environment, it is necessary to precisely measure the lateral position information of the target including the distance and the horizontal angle of the target rather than the vertical information.

이를 위하여, 도 1의 상부 도면과 같이, 일부 차량용 레이더 장치(10)는 중장거리 감지를 위하여 비교적 좁은 감지각도를 가지면서 감지거리가 긴 장거리 감지영역(12)과, 넓은 감지각도와 작은 감지거리를 가지는 근거리 감지영역(14)을 각각 구비하도록 구성할 수 있다. To this end, as shown in the upper drawing of FIG. 1 , some vehicle radar devices 10 have a relatively narrow sensing angle and a long sensing distance for medium and long-distance sensing, and a long sensing range 12, a wide sensing angle and a small sensing distance. It can be configured to have a short-distance sensing region 14 having a .

이러한 차량용 레이더 센서 장치는 중장거리 감지를 위하여 중장거리 송신빔 패턴으로 송신신호를 송출해야 하고, 근거리 감지를 위해서는 중장거리 송신빔 패턴과 상이한 근거리 송신빔 패턴으로 송신신호를 송출할 수 있다.Such a vehicle radar sensor device must transmit a transmission signal in a medium-long-range transmission beam pattern for mid-to-long-range sensing, and can transmit a transmission signal in a short-distance transmission beam pattern different from the mid-long-range transmission beam pattern for short-distance sensing.

그러나, 이러한 레이더 장치는 거리에 따른 2가지 모드의 안테나구조 및 신호처리부 등을 포함하여야 하므로, 레이더 장치의 구조가 복잡하고, 신호처리 연산 부하가 증가하는 문제가 있다.However, since such a radar device must include an antenna structure of two modes and a signal processing unit according to a distance, the structure of the radar device is complicated and a signal processing operation load increases.

이를 해결하기 위하여, 차량용 레이더에서는 중/장거리 레이더와 근거리 레이더를 통합할 필요가 있으며, 중/장거리 레이더와 근거리 레이더를 통합하기 위해서 송신 안테나를 상이하게 하고 수신 안테나를 공용화 하여 구현하는 방안이 고려되고 있다.In order to solve this problem, it is necessary to integrate the mid/long-range radar and the short-range radar in the vehicle radar. In order to integrate the mid/long-range radar and the short-distance radar, a method of implementing a different transmit antenna and a common receiving antenna is considered. have.

즉, 도 1의 하부 도면과 같이, 단일의 감지영역을 가지는 레이더 장치를 제공하되, 타겟의 거리에 따라서 수평정보 거리 해상도를 달리 구현함으로써, 간단한 구조를 제공하면서도 타겟 수평정보의 정밀도를 향상시키는 방식도 가능하다.That is, as shown in the lower drawing of FIG. 1 , a radar device having a single detection area is provided, but the horizontal information distance resolution is implemented differently according to the target distance, thereby providing a simple structure and improving the accuracy of the target horizontal information. is also possible

또한, 차량용 레이더는 기존의 타겟의 거리, 속도 및 수평각도 외에 대상체의 수직각도(Elevation Angle)와 같은 수직방향 정보까지 제공할 수 있다. In addition, the vehicle radar may provide vertical direction information such as an elevation angle of an object in addition to the existing target distance, speed, and horizontal angle.

수직각도를 추정하기 위해서는 서로 다른 송수신 안테나로부터 수신된 타겟의 파워를 활용할 수도 있고, 수직 방향의 배열 안테나를 활용할 수 있다. In order to estimate the vertical angle, the power of the target received from different transmit/receive antennas may be used, or a vertical array antenna may be used.

한편, 차량용 레이더에서는 타겟의 수평 정보 및 수직 정보 등을 정밀하게 측정하기 위하여, 다수의 송신안테나 또는 다수의 송신채널을 통해서 동시에 동일한 형태의 송신신호를 송출하고, 타겟에서 반사된 수신신호를 1개 이상의 수신안테나에서 수신하는 구조를 가질 수 있다.On the other hand, in the vehicle radar, in order to precisely measure the horizontal information and vertical information of the target, a transmission signal of the same type is simultaneously transmitted through a plurality of transmission antennas or a plurality of transmission channels, and the received signal reflected from the target is transmitted to one It may have a structure for receiving from the above receiving antennas.

도 2는 본 실시예에 의한 위상 보정장치가 사용될 수 있는 차량용 레이더 장치의 송수신 채널의 일 예를 도시한다.2 shows an example of a transmission/reception channel of a vehicle radar device in which the phase correction device according to the present embodiment can be used.

도 2와 같은 차량용 레이더 장치에서는 2개의 송신안테나 Tx1, Tx2와 송신신호 송출을 제어하는 송신부(Tx)를 포함할 수 있으며, 각각의 송신안테나로 송신신호를 방출하는 경로가 송신채널 CH1, CH2로 정의될 수 있다.The vehicle radar device as shown in FIG. 2 may include two transmission antennas Tx1 and Tx2 and a transmission unit (Tx) for controlling transmission signal transmission. can be defined.

2개의 송신채널 CH1, CH2를 통하여 동시에 동일한 형태의 송신신호를 송출하고, 타겟에서 반사된 수신신호가 2개의 수신안테나 Rx, Rx를 통하여 수신된다.The same type of transmission signal is simultaneously transmitted through two transmission channels CH1 and CH2, and the received signal reflected from the target is received through two reception antennas Rx and Rx.

마찬가지로, 수신단도 2개의 수신안테나 Rx1, Rx2와 수신신호 수신을 제어하는 수신부(Rx)를 포함할 수 있으며, 각각의 수신안테나로 수신신호를 수신하는 경로가 수신채널 CH1, CH2로 정의될 수 있다.Similarly, the receiving end may include two receiving antennas Rx1 and Rx2 and a receiving unit (Rx) for controlling reception of a reception signal, and a path for receiving a reception signal through each reception antenna may be defined as reception channels CH1 and CH2. .

이러한 다중 송신채널을 가지는 레이더 장치에서는 동일시점에 다수의 송신채널에서 동일한 송신신호가 송신될 수 있다.In a radar device having such multiple transmission channels, the same transmission signal may be transmitted through a plurality of transmission channels at the same time.

이 때, 수신신호 품질의 향상과 정확한 타겟 각도 정보 획득을 위하여, 다수의 송신채널에서 동시에 송출되는 송신신호들은 완전히 동일한 위상을 가져야 한다. At this time, in order to improve the quality of the received signal and to obtain accurate target angle information, the transmission signals simultaneously transmitted from a plurality of transmission channels must have the same phase.

그러나, 레이더 장치의 물성, 레이더 장치를 구성하는 소자의 온도, 송신안테나의 물리적 특성차이 등의 환경에 따라서 송신시점마다 다수의 송신채널의 송신신호의 위상이 미세한 차이를 가질 수 있다.However, depending on the environment such as the physical properties of the radar device, the temperature of elements constituting the radar device, the difference in physical characteristics of the transmission antenna, the phases of the transmission signals of the plurality of transmission channels may have minute differences at each transmission time point.

이러한 동시 송신신호의 위상 차이로 인해서 수신 신호의 품질이 열화되고, 그에 따라 타겟 정보의 정확도가 감소될 수 있다.Due to the phase difference of the simultaneous transmission signal, the quality of the received signal may be deteriorated, and thus the accuracy of the target information may be reduced.

한편, 이러한 위상 차이로 인한 성능 열화를 방지하는 방안으로서, 레이더 장치마다 다수의 송신채널에 대한 고정된 위상 조절값을 설정하여 송신신호의 위상을 보정할 수 있다.Meanwhile, as a method of preventing performance degradation due to the phase difference, the phase of the transmission signal may be corrected by setting a fixed phase adjustment value for a plurality of transmission channels for each radar device.

그러나, 고정된 위상 조절값을 이용하는 방식은 레이더 최초 설계에 따른 신호 보상에는 적절할 수 있으나, 레이더 장치 소자의 온도변화, 레이더 장치를 구성하는 소자의 시계열적인 물성 변화 등과 같은 동적 환경 변화에는 적절하게 대처할 수 없다.However, the method using the fixed phase adjustment value may be suitable for signal compensation according to the initial design of the radar, but it is possible to appropriately cope with dynamic environmental changes such as temperature changes of radar device elements and time-series changes in physical properties of elements constituting the radar device. can't

즉, 차량용 레이더 장치에서, 온도변화, 물성변화 등에 기인하는 동시 송신신호의 위상 왜곡을 동적으로 보정하는 방안이 필요하다.That is, there is a need for a method of dynamically correcting the phase distortion of the simultaneous transmission signal due to temperature change, physical property change, etc. in the vehicle radar device.

이에 본 실시예에서는, 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 동적으로 결정하고, 그를 기초로 다음 시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 적절하게 보상하는 방안을 제안한다.Accordingly, in the present embodiment, in the vehicle radar device including a plurality of transmission channels, the phase adjustment value is dynamically determined based on the source transmission signal and the distorted transmission signal for each transmission channel, and the target is detected at the next time based thereon. A method for properly compensating the phase of the transmission signal is proposed.

도 3은 본 실시예에 의한 차량용 레이더 장치의 구성을 도시하며, 도 4는 본 실시예에 의한 위상 보정장치의 기능별 블록도이다.3 shows the configuration of the radar apparatus for a vehicle according to the present embodiment, and FIG. 4 is a block diagram for each function of the phase correction apparatus according to the present embodiment.

본 실시예에 의한 차량용 레이더 장치는, 안테나부(100), 신호 송수신부(200), 신호처리부(300) 및 본 실시예에 의한 위상 보정 장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다.The vehicle radar apparatus according to the present embodiment may include an antenna unit 100 , a signal transceiver unit 200 , a signal processing unit 300 , and a phase correction device 400 according to the present embodiment.

안테나부(100)는 차량 주위로 송신신호를 방출하는 2개 이상의 송신안테나(110, 110')와 물체에서 반사된 수신신호를 수신하는 수신안테나(120)를 포함할 수 있다.The antenna unit 100 may include two or more transmitting antennas 110 and 110' for emitting a transmission signal around the vehicle and a receiving antenna 120 for receiving a reception signal reflected from an object.

또한, 송수신부(200) 및 신호처리부(300)를 구성하는 칩과 송신안테나 및 수신안테나 사이를 연결하는 신호 배선인 분배기 또는 커플러(130)를 더 구비할 수 있다.In addition, it may further include a splitter or coupler 130 that is a signal wire for connecting the chip constituting the transceiver 200 and the signal processing unit 300 and the transmitting antenna and the receiving antenna.

도 5에서 더 상세하게 설명되겠지만, 이러한 분배기 또는 커플러(130)는 각 송신채널별로 구비되며, 각 송신안테나로 송신되는 송신신호의 파워, 위상 등을 제어하는 기능을 수행한다.As will be described in more detail in FIG. 5 , such a divider or coupler 130 is provided for each transmission channel, and performs a function of controlling the power, phase, etc. of a transmission signal transmitted to each transmission antenna.

더 구체적으로, 이러한 분배기 또는 커플러는 송신신호의 위상을 조절하는 위상 쉬프터(Phase shifter)를 더 포함할 수 있다.More specifically, such a divider or coupler may further include a phase shifter (Phase shifter) for adjusting the phase of the transmission signal.

본 실시예에 의하면, 안테나부(100)에 포함되는 송신안테나 및 수신안테나 중 하나는 수평방향으로 일정 거리 이격(수평 옵셋 또는 수직 옵셋)된 2개 이상의 어레이 안테나를 포함하여 구성될 수 있다.According to the present embodiment, one of the transmitting antenna and the receiving antenna included in the antenna unit 100 may be configured to include two or more array antennas spaced apart by a predetermined distance in the horizontal direction (horizontal offset or vertical offset).

특히, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 동시에 동일한 송신신호를 송출하는 2개 이상의 송신안테나를 포함할 수 있으며, 이의 세부 구성에 대해서는 도 8 및 도 9를 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.In particular, the radar apparatus according to the present embodiment may include two or more transmission antennas for transmitting the same transmission signal at the same time, and the detailed configuration thereof will be described in more detail below with reference to FIGS. 8 and 9 .

한편, 본 실시예에 의한 레이더 장치의 송수신부(200)는 특정한 동작 주파수 대역의 송신신호를 송출하고, 상기 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어한다.Meanwhile, the transceiver 200 of the radar apparatus according to the present embodiment transmits a transmission signal of a specific operating frequency band and controls the reception antenna to receive the reception signal.

이러한 송수신부(200)는 다시 송신신호 송출을 제어하는 송신부(210)와, 수신신호의 수신을 제어하는 수신부(220)를 포함할 수 있다.The transceiver 200 may further include a transmitter 210 that controls transmission of a transmission signal and a receiver 220 that controls reception of a reception signal.

본 실시예에 의한 레이더 장치의 송신부(210)는 동시에 동일한 송신신호를 송신하는 복수의 송신채널을 포함할 수 있다.The transmitter 210 of the radar apparatus according to the present embodiment may include a plurality of transmission channels for transmitting the same transmission signal at the same time.

또한, 본 실시예에 의한 수신부(220)는 타겟에서 반사된 수신신호를 수신하는 수신안테나를 포함할 수 있다.In addition, the receiving unit 220 according to the present embodiment may include a receiving antenna for receiving the received signal reflected from the target.

본 실시예에 의한 위상 보정 장치(400)는 다수의 송신채널을 구성하는 각각의 송신채널에 연동되어 있으며, 각 송신채널에 대하여 제1송신시점에서 추출되는 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 제2송신시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 기능을 수행한다.The phase correction apparatus 400 according to the present embodiment is linked to each transmission channel constituting a plurality of transmission channels, and based on the source transmission signal and the distortion transmission signal extracted at the first transmission time for each transmission channel, By determining the phase adjustment value, a function of correcting the phase of the target detection transmission signal at the second transmission time is performed.

이러한 본 실시예에 의한 위상 보정장치(400)의 세부 구성에 대해서는 도 4 및 5를 기초로 아래에서 더 상세하게 설명한다.The detailed configuration of the phase correction device 400 according to this embodiment will be described in more detail below based on FIGS. 4 and 5 .

신호처리부(300)는 송수신부(200)를 제어하여 다수의 송신안테나부를 통하여 일정한 송신 빔 패턴을 가지는 송신신호를 동시에 송출하도록 하고, 수신안테나에서 수신된 수신신호를 처리하여 물체의 정보를 획득하는 기능을 수행한다.The signal processing unit 300 controls the transceiver 200 to simultaneously transmit a transmission signal having a constant transmission beam pattern through a plurality of transmission antenna units, and processes the reception signal received from the reception antenna to obtain information of an object. perform the function

이러한 신호처리부(300)는 제어부, 신호처리부 등의 다른 용어로 표현될 수도 있으며, 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor; DSP)형태로 구현될 수 있다. The signal processing unit 300 may be expressed in other terms such as a control unit and a signal processing unit, and may be implemented in the form of a digital signal processor (DSP).

한편, 레이더 센서 장치는 사용되는 신호의 형태에 따라서, 펄스식, 주파수 변조 연속파(Frequency Modulation Continuous Wave; FMCW), 주파수 시프트 키잉(Frequency Shift Keying; FSK) 방식 등으로 분류될 수 있다.Meanwhile, the radar sensor device may be classified into a pulse type, a Frequency Modulation Continuous Wave (FMCW) method, a Frequency Shift Keying (FSK) method, and the like according to a signal type used.

이 중에서 FMCW 방식의 레이더에서는 시간에 따라서 주파수가 증가되는 신호인 처프(Chirp)신호 또는 램프(Ramp) 신호를 사용하며, 송신파와 수신파 사이의 시간 차이와 도플러 주파수 편이를 이용하여 대상체의 정보를 연산한다.Among them, the FMCW radar uses a chirp signal or a ramp signal, which is a signal whose frequency increases with time, and uses the time difference between the transmit wave and the receive wave and the Doppler frequency shift to obtain information about the object. Calculate.

더 구체적으로, 레이더 장치의 제어부는 송수신안테나를 통한 신호 송수신을 제어하는 송수신부(200)와, 수신안테나에서 수신된 반사 신호와 송신 신호를 이용하여 타겟의 정보(위치, 거리, 각도 등)를 산출하는 신호처리부(300)를 포함할 수 있다.More specifically, the control unit of the radar device includes the transceiver 200 for controlling signal transmission and reception through the transmission/reception antenna, and the target information (position, distance, angle, etc.) using the reflected signal and the transmission signal received from the reception antenna. It may include a signal processing unit 300 to calculate.

신호 송수신부(200)는 다시 송신부(210)와 수신부(220)를 포함할 수 있으며, 송신부(210)는 각 송신안테나에 신호를 공급하여 송신신호를 생성하는 발진부를 포함할 수 있다. 이러한 발진부는, 일 예로서, 전압 제어 발진기(VCO: Voltage-Controlled Oscillator) 및 오실레이터(Oscillator) 등을 포함할 수 있다. The signal transmitting/receiving unit 200 may include a transmitting unit 210 and a receiving unit 220 again, and the transmitting unit 210 may include an oscillator for generating a transmission signal by supplying a signal to each transmitting antenna. The oscillator may include, for example, a voltage-controlled oscillator (VCO) and an oscillator.

또한, 송신부(210)는 각 송신안테나와 신호처리부(300) 사이의 경로에 배치되는 위상쉬프터와 커플러를 더 포함할 수 있으며, 본 실시예에 의한 위상보정장치(400)는 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터 및 커플러와 연동되어 동작할 수 있다.In addition, the transmitter 210 may further include a phase shifter and a coupler disposed on a path between each transmit antenna and the signal processor 300 , and the phase correction device 400 according to this embodiment is included in each transmit channel. It can be operated in conjunction with the phase shifter and coupler.

이러한 송신부(210)와 위상보정장치(400)의 세부 구성에 대해서는 도 5를 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다.The detailed configuration of the transmitter 210 and the phase correction device 400 will be described in more detail below with reference to FIG. 5 .

신호송수신부(200)에 포함된 수신부(220)는, 수신 안테나를 통해 수신된 반사신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부(LNA: Low Noise Amplifier)와, 저잡음 증폭된 수신신호를 믹싱하는 믹싱부(Mixer)와, 믹싱된 수신신호를 증폭하는 증폭부(Amplifier)와, 증폭된 수신신호를 디지털 변환하여 수신데이터를 생성하는 변환부(ADC: Analog Digital Converter) 등을 포함할 수 있다.The receiving unit 220 included in the signal transmitting and receiving unit 200 includes a low noise amplifier (LNA) for low-noise amplifying the reflected signal received through the receiving antenna, and a mixing unit for mixing the low-noise amplified received signal ( mixer), an amplifier for amplifying the mixed received signal, and an analog digital converter (ADC) for digitally converting the amplified received signal to generate received data.

신호처리부(300)는 신호 처리를 제 1 처리부와 제 2 처리부를 포함할 수 있으며, 제 1 처리부는, 제 2 처리부를 위한 전 처리부(Pre-Processor)로서, 송신데이터 및 수신데이터를 획득하여, 획득된 송신데이터에 근거한 발진부에서의 송신신호의 생성을 제어하고, 송신데이터 및 수신데이터를 동기화하며, 송신데이터 및 수신데이터를 주파수 변환할 수 있다. The signal processing unit 300 may include a first processing unit and a second processing unit for signal processing, and the first processing unit, as a pre-processor for the second processing unit, obtains transmitted data and received data, It is possible to control generation of a transmission signal in the oscillator based on the acquired transmission data, synchronize the transmission data and the reception data, and frequency-convert the transmission data and the reception data.

제 2 처리부는, 제 1 처리부의 처리 결과를 이용하여 실질적 처리를 수행하는 후 처리부(Post-Processor)로서, 제 1 처리부에서 주파수 변환된 수신데이터를 토대로 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산, 트래킹(Tracking) 연산 및 타깃 선택(Target Selection) 연산 등을 수행하고, 타깃에 대한 각도정보, 속도정보 및 거리정보를 추출할 수 있다. The second processing unit is a post-processor that performs actual processing using the processing result of the first processing unit, and based on the frequency-converted received data in the first processing unit, CFAR (Constant False Alarm Rate) calculation and tracking ( Tracking) operation and target selection operation, etc. can be performed, and angle information, speed information, and distance information about the target can be extracted.

전술한 제 1 처리부는, 획득된 송신데이터 및 획득된 수신데이터를 한 주기당 처리 가능한 단위 샘플 사이즈로 데이터 버퍼링 한 이후, 주파수 변환을 수행할 수 있다. 전술한 제 1 처리부에서 수행하는 주파수 변환은, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 등과 같은 푸리에 변환을 이용할 수 있다. The above-described first processing unit may perform frequency conversion after buffering the acquired transmission data and the acquired reception data to a unit sample size that can be processed per cycle. The frequency transformation performed by the above-described first processing unit may use a Fourier transform such as a Fast Fourier Transform (FFT).

전술한 제 2 처리부는, 제1처리부에서 이루어진 제1푸리에 변환(FFT)된 신호에 대하여 제2푸리에 변환을 할 수 있으며, 제2푸리에 변환은, 일 예로서, 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform, 이하 "DFT"라 칭함)일 수 있다. 또한, DFT 중에서도, 첩-이산 푸리에 변환(Chirp-DFT)일 수 있다. The above-described second processing unit may perform a second Fourier transform on the first Fourier transform (FFT) signal performed by the first processing unit, and the second Fourier transform is, for example, a Discrete Fourier Transform (DFT). Transform, hereinafter referred to as "DFT"). Also, among DFTs, it may be a Chirp-Discrete Fourier Transform (Chirp-DFT).

제2처리부는 Chirp-DFT 등의 제2푸리에 변환을 통해, 제2푸리에 변환 길이(K)에 해당하는 개수만큼의 주파수 값을 획득하고, 획득된 주파수 값을 토대로 각 첩(Chirp) 주기 동안 가장 큰 파워를 갖는 비트 주파수를 계산하고, 계산된 비트 주파수에 근거하여 물체의 속도 정보 및 거리 정보를 획득함으로써 물체를 탐지할 수 있다. The second processing unit obtains as many frequency values as the number corresponding to the second Fourier transform length (K) through a second Fourier transform such as Chirp-DFT, and, based on the obtained frequency values, is the most effective during each chirp period. An object can be detected by calculating a beat frequency having a large power, and obtaining speed information and distance information of the object based on the calculated beat frequency.

이러한 신호처리부에 의한 타겟 정보 획득 원리는 아래에서 도 7을 참고로 더 상세하게 설명한다.A principle of acquiring target information by the signal processing unit will be described in more detail below with reference to FIG. 7 .

본 실시예에 의한 위상보정장치(400)는 레이더의 안테나부를 통해 신호를 송신하는 송신부에 연동된 송신 검사장치로 구현될 수 있다.The phase correction device 400 according to the present embodiment may be implemented as a transmission inspection device interlocked with a transmitter that transmits a signal through an antenna unit of a radar.

즉, 본 실시예에 의한 위상보정장치(400)는 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널의 각 송신채널별로 제공된다.That is, the phase correction apparatus 400 according to the present embodiment is provided for each transmission channel of a plurality of transmission channels that simultaneously transmit transmission signals.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 위상보정장치(400)는 소스 송신신호 추출부(410)와, 왜곡 송신신호 추출부(420)와, 위상 조절값 산출부(430) 및 위상 보정부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the phase correction apparatus 400 according to this embodiment includes a source transmission signal extraction unit 410 , a distortion transmission signal extraction unit 420 , a phase adjustment value calculation unit 430 , and a phase It may be configured to include a correction unit 440 .

이러한 위상보정장치(400)는 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 제공된다.The phase correction device 400 is provided for each transmission channel in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals.

위상보정장치(400)의 소스신호 추출부(410)는 제1송신시점(t1)에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 기능을 수행한다.The source signal extraction unit 410 of the phase correction device 400 performs a function of extracting a source transmission signal serving as a reference at the first transmission time t1.

더 구체적으로, 소스 송신신호 추출부(410)는 각 송신채널의 송신부를 구성하는 위상쉬프터에 입력되는 소스 송신신호를 획득할 수 있다.More specifically, the source transmission signal extraction unit 410 may obtain the source transmission signal input to the phase shifter constituting the transmission unit of each transmission channel.

본 명세서에서 소스 송신신호(Ss)는 송수신부(200)의 제어에 의하여 생성되어 각 송신채널로 인가되는 초기 송신신호 또는 기준 송신신호로 정의될 수 있다.In the present specification, the source transmission signal Ss may be defined as an initial transmission signal or a reference transmission signal generated by the control of the transceiver 200 and applied to each transmission channel.

또한, 본 실시예에 의한 소스 송신신호(Ss)는 송신신호의 위상 보정을 위하여 사용되는 전용 송신신호로서, 타겟 감지를 위하여 레이더가 사용하는 송신신호인 타겟 감지 송신신호(St)와는 상이한 신호일 수 있다.In addition, the source transmission signal Ss according to this embodiment is a dedicated transmission signal used for phase correction of the transmission signal, and may be a different signal from the target detection transmission signal St, which is a transmission signal used by the radar for target detection. have.

한편, 위상보정장치(400)의 왜곡 송신신호 추출부(420)는 상기 제1송신시점(t1)에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 기능을 수행한다.On the other hand, the distorted transmission signal extraction unit 420 of the phase correction device 400 performs a function of extracting the distorted transmission signal in which the phase distortion is generated at the first transmission time point t1.

일 예로서, 왜곡 송신신호 추출부(420)는 각 송신채널의 송신부를 구성하는 커플러에서 왜곡 송신신호를 획득할 수 있다.As an example, the distorted transmission signal extraction unit 420 may obtain a distorted transmission signal from a coupler constituting the transmission unit of each transmission channel.

본 명세서에서 왜곡 송신신호(Sd)는 각 송신채널로 커플러 등의 송신경로를 통과한 후 해당되는 송신안테나에서 송출되기 직전의 송신신호로 정의될 수 있다.In the present specification, the distorted transmission signal Sd may be defined as a transmission signal immediately before being transmitted from a corresponding transmission antenna after passing through a transmission path such as a coupler for each transmission channel.

또한, 본 실시예에 의한 왜곡 송신신호(Sd)는 송신신호의 위상 보정을 위하여 사용되는 전용 송신신호로서, 타겟 감지를 위하여 레이더가 사용하는 송신신호인 타겟 감지 송신신호(St)와는 상이한 신호일 수 있다.In addition, the distorted transmission signal Sd according to this embodiment is a dedicated transmission signal used for phase correction of the transmission signal, and may be a different signal from the target detection transmission signal St, which is a transmission signal used by the radar for target detection. have.

각 송신채널별로 송신신호 왜곡이 일어나지 않는 이상적인 조건에서는, 상기 소스 송신신호(Ss)와 왜곡 송신신호(Sd)는 동일한 진폭, 주파수, 위상을 가지는 동일한 신호이다.Under an ideal condition in which transmission signal distortion does not occur for each transmission channel, the source transmission signal Ss and the distorted transmission signal Sd are identical signals having the same amplitude, frequency, and phase.

그러나, 레이더 장치 소자의 온도변화, 레이더 장치를 구성하는 소자의 시계열적인 물성 변화 등과 같은 동적 환경 변화에 의하여, 상기 소스 송신신호(Ss)와 왜곡 송신신호(Sd) 사이에는 일정한 신호 왜곡이 발생될 수 있다.However, due to dynamic environmental changes such as temperature change of radar device elements and time-series changes in physical properties of elements constituting the radar device, constant signal distortion may occur between the source transmission signal Ss and the distorted transmission signal Sd. can

한편, 송신신호와 수신신호의 처리에 의하여 타겟 정보를 획득할 때, 송수신신호의 위상을 이용하여 타겟의 각도 정보를 획득할 수 있다.Meanwhile, when the target information is acquired by processing the transmission signal and the reception signal, the angle information of the target may be acquired using the phase of the transmission/reception signal.

따라서, 동적 환경 변화에 의하여, 다수 송신채널에서 동시에 송신되는 송신신호의 위상에 미세한 차이가 발생하게 되는 경우, 수신신호의 품질이 나빠지고, 그에 따라 타겟 각도 정보의 정밀도가 저하된다.Therefore, when a minute difference occurs in the phases of the transmission signals simultaneously transmitted in multiple transmission channels due to a change in the dynamic environment, the quality of the reception signal deteriorates, and accordingly, the accuracy of the target angle information decreases.

이에, 본 실시예에서는, 각 송신채널별로 구비된 위상 보정장치(400)를 이용하여, 다수 송신채널에서 동시에 송신되는 송신신호의 위상을 일치시키도록 한다.Accordingly, in the present embodiment, the phases of the transmission signals simultaneously transmitted in multiple transmission channels are matched by using the phase correction device 400 provided for each transmission channel.

이상과 같이, 소스 송신신호 추출부(410)는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며, 상기 왜곡 송신신호 추출부(420)는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출할 수 있다.As described above, the source transmission signal extraction unit 410 extracts the source transmission signal from the input signal of the phase shifter included in each transmission channel of the radar device, and the distorted transmission signal extraction unit 420 is the radar device. It is possible to extract the distorted transmission signal from a coupler included in each transmission channel of .

본 실시예에 의한 위상보정장치(400)의 위상 조절값 산출부(430는 제1송신시점(t1)에서 획득된 상기 소스 송신신호(Ss)와 왜곡 송신신호(Sd)를 기초로 위상 조절값(△Φ)을 산출하는 기능을 수행한다.The phase adjustment value calculating unit 430 of the phase correction device 400 according to the present embodiment adjusts the phase value based on the source transmission signal Ss and the distorted transmission signal Sd obtained at the first transmission time t1. It performs the function of calculating (ΔΦ).

일 예로서, 위상 조절값 산출부(430)는 상기 소스 송신신호(Ss)의 위상과 왜곡 송신신호(Sd)의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정할 수 있다.As an example, the phase adjustment value calculator 430 calculates a phase representative value based on the phase of the source transmission signal Ss and the phase of the distorted transmission signal Sd, and uses the phase representative value as the phase adjustment value. can decide

이 때, 위상 대표값을 특정한 시점에서 순시적으로 측정되는 소스 송신신호(Ss)의 위상과 왜곡 송신신호(Sd)의 위상의 차이값일 수 있다.In this case, the phase representative value may be a difference value between the phase of the source transmission signal Ss and the phase of the distorted transmission signal Sd, which are instantaneously measured at a specific time point.

또한, 정확한 위상 조절값 산출을 위하여, 제1송신시점은 다수의 제1 서브 송신시점을 포함하며, 위상 조절값 산출부(430)는 다수의 제1 서브 송신시점에서 산출된 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상의 차이값의 평균을 상기 위상 대표값으로 결정할 수 있다.In addition, in order to accurately calculate the phase adjustment value, the first transmission time includes a plurality of first sub transmission times, and the phase adjustment value calculating unit 430 calculates the source transmission signal calculated at the plurality of first sub transmission times. An average of a difference value between a phase and a phase of the distorted transmission signal may be determined as the phase representative value.

본 실시예에 의한 위상보정장치(400)의 위상 보정부(440)는 상기 제1송신시점(t1)에 이어지는 제2송신시점(t2)에서 상기 위상 조절값(△Φ)을 이용하여 타겟 감지 송신신호(St)의 위상을 보정하는 기능을 수행한다.The phase correction unit 440 of the phase correction device 400 according to the present embodiment detects a target using the phase adjustment value ΔΦ at a second transmission time t2 following the first transmission time t1. It performs a function of correcting the phase of the transmission signal St.

더 구체적으로, 위상보정부(440)는 산출된 위상 조절값(△Φ)을 기초로 각 송신채널의 송신부에 포함되는 위상쉬프터의 위상 편이량(Phase Shift Value)을 설정하고, 그를 적용하여 타겟 감지 송신신호를 송출하도록 제어한다.More specifically, the phase correction unit 440 sets a phase shift value of the phase shifter included in the transmission unit of each transmission channel based on the calculated phase adjustment value (ΔΦ), and applies it to the target Control to transmit detection transmission signal.

이 때, 상기 소스 송신신호(Ss)는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호일 수 있다.In this case, the source transmission signal Ss may be an unmodulated signal, and the target detection transmission signal may be a frequency modulated signal.

도 7에서 설명할 바와 같이, 레이더 장치에서 타겟 감지를 위하여 사용되는 신호는 시간에 따라서 주파수를 가변시키는 주파수 변조 신호를 이용할 수 있다.As will be described with reference to FIG. 7 , a signal used for target detection in a radar device may use a frequency-modulated signal of varying a frequency according to time.

이러한 주파수 변조 신호는 시간에 따라 주파수가 변하며 이런 특성은 송신신호의 위상 변화량을 측정하는 데에 방해가 될 수 있다.The frequency-modulated signal changes in frequency with time, and this characteristic may interfere with measuring the amount of phase change of the transmission signal.

따라서, 본 실시예에서는 위상 보정을 위하여 제1송신시점(t1) 또는 제1송신기간동안 주파수 변조과정이 생략된 무변조신호인 소스 송신신호(Ss)를 이용할 수 있다.Accordingly, in the present embodiment, the source transmission signal Ss, which is an unmodulated signal in which the frequency modulation process is omitted during the first transmission time t1 or during the first transmission period, may be used for phase correction.

즉, 제1송신시점을 포함하는 일정한 송신기간동안 무변조신호를 송출하고 그를 이용하여 소스 송신신호와 왜곡 송신신호의 위상을 비교하여 위상 편차량을 산출하는 것이다.That is, the unmodulated signal is transmitted during a predetermined transmission period including the first transmission time, and the phase difference is calculated by comparing the phases of the source transmission signal and the distorted transmission signal using the same.

도 5는 본 실시예에 의한 위상 보정 장치가 적용된 레이더 송신부의 세부 구성을 도시한다.5 shows a detailed configuration of a radar transmitter to which the phase correction device according to the present embodiment is applied.

더 구체적으로, 도 5는 다수의 송신채널 중 하나의 송신채널인 CHi의 송신부(210), 송신안테나(110) 및 위상보정장치(400)를 도시한다.More specifically, FIG. 5 shows a transmission unit 210, a transmission antenna 110, and a phase correction device 400 of a CHi that is one transmission channel among a plurality of transmission channels.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널 또는 송신안테나를 포함하며, 각 송신채널의 송신부(210)는 위상쉬프터(212)와 커플러(214)를 포함할 수 있고, 각 송신채널은 해당되는 송신안테나(110)를 포함한다.5, the radar apparatus according to this embodiment includes a plurality of transmission channels or transmission antennas for simultaneously transmitting transmission signals, and the transmission unit 210 of each transmission channel includes a phase shifter 212 and a coupler ( 214), and each transmission channel includes a corresponding transmission antenna 110 .

위상쉬프터(212)에는 송신부의 발진부 등을 통하여 생성된 최초 송신신호가 입력되고, 미리 설정된 위상 편이량에 따라 송신신호의 위상을 조절한다.An initial transmission signal generated through an oscillation unit of the transmitter is input to the phase shifter 212, and the phase of the transmission signal is adjusted according to a preset amount of phase shift.

커플러(214)는 위상쉬프터(212)에서 출력된 송신신호를 송신안테나(110)까지 전달하는 신호 경로로 정의될 수 있다.The coupler 214 may be defined as a signal path for transferring the transmission signal output from the phase shifter 212 to the transmission antenna 110 .

이러한 위상쉬프터(212) 또는 커플러(214)는 분배기로 표현될 수도 있다.The phase shifter 212 or the coupler 214 may be expressed as a divider.

위상쉬프터(212) 또는 커플러(214)는 송신안테나부(110)를 구성하는 다수의 송신안테나를 구성하는 각각의 송신채널(송신안테나)로 일정한 파워비율 및 위상비율을 가지는 송신신호를 공급하는 기능을 한다.The phase shifter 212 or the coupler 214 is a function of supplying a transmission signal having a constant power ratio and a phase ratio to each transmission channel (transmission antenna) constituting a plurality of transmission antennas constituting the transmission antenna unit 110 . do

본 실시예에 의한 위상쉬프터(212) 또는 커플러(214)는 각 송신안테나와 컨트롤러(구체적으로는 신호 송수신부의 송신부)를 연결하는 급전라인의 선폭, 길이 등을 조절하는 수동소자로 구현될 수 있다.The phase shifter 212 or the coupler 214 according to this embodiment may be implemented as a passive element that adjusts the line width, length, etc. of the feed line connecting each transmission antenna and the controller (specifically, the transmission unit of the signal transceiver). .

그 일예로서, 위상쉬프터(212) 또는 커플러(214)는 레이더 장치의 컨트롤러로부터 각 송신안테나까지 공급되는 급전라인을 포함할 수 있으며, 이러한 급전라인 중 출력측 급전라인의 선폭을 가변시켜 파워비율을 설정하고, 각 송신안테나까지 공급되는 급전라인의 길이를 가변시켜 상기 위상비율을 설정할 수도 있다.As an example, the phase shifter 212 or the coupler 214 may include a feed line supplied from the controller of the radar device to each transmission antenna, and set the power ratio by varying the line width of the output-side feed line among these feed lines. In addition, the phase ratio may be set by varying the length of the feed line supplied to each transmission antenna.

그러나, 본 실시예에 의하면, 송신신호의 위상을 동적으로 제어하여야 하므로, 본 실시예에 의한 위상쉬프터(212) 또는 커플러(214)는 특정한 회로와 같은 제어소자를 이용하여 소프트웨어적으로 구성되는 능동소자인 것이 바람직하다.However, according to the present embodiment, since the phase of the transmission signal must be dynamically controlled, the phase shifter 212 or the coupler 214 according to the present embodiment is an active software configured by using a control element such as a specific circuit. It is preferable that it is small.

한편, 도 5와 같이, 본 실시예에 의한 위상보정장치(400) 또는 송신검사부는 각 송신채널의 송신부, 더 구체적으로는 각 송신채널의 송신부에 포함되는 위상쉬프터(212) 및 커플러(214)에 연동되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 5 , the phase correction device 400 or the transmission inspection unit according to the present embodiment includes a transmission unit of each transmission channel, more specifically, a phase shifter 212 and a coupler 214 included in the transmission unit of each transmission channel. is linked to

본 실시예에 의하면, 제1송신시점(t1)에서 각 송신채널을 구성하는 위상쉬프터(212)로 소스 송신신호(Ss)가 인가되며, 이 때 위상보정장치(400)의 소스 송신신호 추출부(410)가 위상쉬프터(212)로 인가되는 소스 송신신호(Ss)를 획득한다.According to the present embodiment, the source transmission signal Ss is applied to the phase shifter 212 constituting each transmission channel at the first transmission time t1, and at this time, the source transmission signal extraction unit of the phase correction device 400 . 410 acquires the source transmission signal Ss applied to the phase shifter 212 .

또한, 위상보정장치(400)의 왜곡 송신신호 추출부(420)는 제1송신시점(t1)를 포함하는 제1송신기간동안 커플러(214) 또는 커플러와 송신안테나 사이의 위치에서 왜곡 송신신호(Sd)를 획득한다.In addition, the distorted transmission signal extraction unit 420 of the phase correction device 400 is a distorted transmission signal ( Sd) is obtained.

이어서, 위상보정장치(400)의 위상 조절값 산출부(430)는 획득된 소스 송신신호(Ss)와 왜곡 송신신호(Sd)의 위상 차이값을 측정하고, 그를 기초로 위상 조절값(△Φ)을 결정한다.Next, the phase adjustment value calculating unit 430 of the phase correction device 400 measures the phase difference value between the obtained source transmission signal Ss and the distorted transmission signal Sd, and based on it, the phase adjustment value ΔΦ ) to determine

위상보정장치(400)의 위상보정부(440)는 산출된 위상 조절값(△Φ)을 이용하여 위상쉬프터(214)의 위상 편이량을 조정하고, 이어지는 제2송신시점(t2)에서 타겟 감지 송신신호(St)가 송출되도록 제어한다.The phase correction unit 440 of the phase correction device 400 adjusts the phase shift amount of the phase shifter 214 using the calculated phase adjustment value ΔΦ, and detects the target at the subsequent second transmission time t2. Controls the transmission signal St to be transmitted.

따라서, 제2송신시점(t2)에 송신되는 타겟 감지 송신신호(St)는 위상 왜곡이 보정된 신호가 되며, 모든 송신채널에서 동일한 위상을 가지는 타겟 감지 송신신호(St)가 송출될 수 있다.Accordingly, the target detection transmission signal St transmitted at the second transmission time t2 becomes a signal with phase distortion corrected, and the target detection transmission signal St having the same phase may be transmitted in all transmission channels.

한편, 본 실시예에 의한 레이더 장치의 송신부는 도 5에 도시된 위상쉬프터(212) 및 커플러(214) 이외에도 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO), 파워 분배기(Power Divider), 파워 증폭기(Power Amplifier) 등을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in addition to the phase shifter 212 and the coupler 214 shown in FIG. 5 , the transmitter of the radar device according to the present embodiment includes a voltage controlled oscillator (VCO), a power divider, and a power amplifier. Amplifier) and the like may be further included.

전압 제어 발진기는 펄스 변조부(Pulse Modulation Controller)로부터의 제어에 의하여 일정한 주파수의 정현파를 생성하는 기능을 수행하며, 파워 분배기는 다수의 송신안테나 또는 수신안테나로의 스위칭 및 전력 분배 기능을 수행한다.The voltage-controlled oscillator performs a function of generating a sine wave of a constant frequency under control from a pulse modulation controller, and the power divider performs switching and power distribution functions to a plurality of transmit antennas or receive antennas.

또한, 파워 증폭기는 송신안테나를 통해 전송되는 송신파의 진폭을 증폭시키는 기능을 수행한다.In addition, the power amplifier performs a function of amplifying the amplitude of the transmission wave transmitted through the transmission antenna.

도 6은 본 실시예에 의한 소스 송신신호 및 타겟 감지 송신신호 파형의 일 예를 도시한다.6 shows an example of waveforms of a source transmission signal and a target detection transmission signal according to the present embodiment.

도 6과 같이, 제1송신시점(t1)을 포함하는 일정한 제1송신기간(t2-t1)동안 무변조 신호, 즉 주파수가 일정한 소스 송신신호(Ss)를 송출한다.As shown in FIG. 6 , an unmodulated signal, that is, a source transmission signal Ss having a constant frequency, is transmitted during a predetermined first transmission period t2-t1 including the first transmission time t1.

또한, 제1송신시점(t1)을 포함하는 일정한 제1송신기간(t2-t1)동안 전술한 바와 같은 방식으로 본 실시예에 의한 위상보정장치(400)가 소스 송신신호(Ss)와 왜곡 송신신호(Sd)를 기초로 산출된 위상 조절값을 이용하여 위상쉬프터의 위상 편이량을 재설정한다.In addition, during a predetermined first transmission period (t2-t1) including the first transmission time point t1, the phase correction device 400 according to the present embodiment transmits the source transmission signal Ss and distortion in the same manner as described above. The phase shift amount of the phase shifter is reset using the phase adjustment value calculated based on the signal Sd.

제1송신기간에 이어지는 제2송신시점(t2)에서는 조절될 위상 편이량이 적용된 타겟 감지 송신신호(St)가 송신된다.At the second transmission time t2 following the first transmission period, the target detection transmission signal St to which the phase shift amount to be adjusted is applied is transmitted.

이 때, 타겟 감지 송신신호(St)는 주파수 변조 신호, 더 구체적으로는 주파수 변조 연속파(FMCW) 일 수 있다.In this case, the target detection transmission signal St may be a frequency-modulated signal, more specifically, a frequency-modulated continuous wave (FMCW).

레이더 장치의 신호처리부(300)는 이러한 타겟 감지 송신신호(St)와 수신안테나에서 수신된 수신신호를 이용하여 타겟 정보를 획득할 수 있으며, 이에 대해서는 도 7을 참고로 더 상세하게 설명한다.The signal processing unit 300 of the radar device may acquire target information using the target detection transmission signal St and the reception signal received from the reception antenna, which will be described in more detail with reference to FIG. 7 .

도 7은 본 실시예에 의한 레이더 장치의 타겟 감지 송신신호의 일 예로서, 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호 파형과 그를 이용한 거리 감지 원리의 일 예를 도시한다.7 is an example of a target detection transmission signal of the radar device according to the present embodiment, and shows an example of a frequency-modulated continuous wave (FMCW) signal waveform and a distance detection principle using the same.

전술한 FMCW 레이더를 위한 신호 변조 방식은 몇가지 형태로 구현될 수 있으며, 그 중 가장 대표적인 것이 도 7에 도시된 바와 같은 톱니 신호파형을 이용하는 것이다.The above-described signal modulation method for the FMCW radar may be implemented in several forms, the most representative of which is to use a sawtooth signal waveform as shown in FIG. 7 .

즉, 일정한 시간 주기인 스윕 타임(Sweep Time) 또는 스윕 반복 주기(Sweep Repetition Period) T 동안 주파수가 시작 주파수 fi에서 종료 주파수 ff까지 선형적으로 증가되는 업-처프(Up Chirp) 신호를 반복적으로 생성하여 송출하고 대상체에서 반사되는 신호를 수신하는 방식이다.That is, it repeatedly generates an up-chirp signal in which the frequency is linearly increased from the start frequency fi to the end frequency ff during a certain time period, the sweep time or sweep repetition period T. It is a method of transmitting and receiving a signal reflected from an object.

본 명세서에서는 스윕 타임을 변조 주기와 동등한 의미로 사용한다.In this specification, the sweep time is used as the same meaning as the modulation period.

도 7에서 실선이 송신 파형이고 점선이 수신파형을 의미한다.In FIG. 7, a solid line indicates a transmission waveform and a dotted line indicates a reception waveform.

이러한 톱니 신호 모델에서는 하나의 처프 신호가 종료 주파수와 시작 주파수의 차이(ff-fi)인 개별 주파수 대역 BW를 가지며, 모든 처프 신호의 시작 주파수는 fi로 동일하다.In this sawtooth signal model, one chirped signal has an individual frequency band BW that is the difference between the end frequency and the start frequency (ff-fi), and the start frequency of all chirped signals is the same as fi.

도 7과 같이, 송신파(실선)와 수신파(점선)은 동일한 형태를 가지되 시간축 및 주파수 축상으로 일정 편이가 발생한다.As shown in FIG. 7 , the transmission wave (solid line) and the reception wave (dotted line) have the same shape, but a certain deviation occurs on the time axis and the frequency axis.

이러한 송신파와 수신파의 시간차이 또는 주파수 편이를 이용하여 대상체의 거리 및 상대속도 등을 산출할 수 있다.The distance and relative speed of the object may be calculated using the time difference or frequency shift between the transmitted wave and the received wave.

더 구체적으로는, 송신파와 수신파를 믹싱(즉, convolution) 시키면, 도 7의 하부 도면과 같은 비트 신호(Beat Signal)가 생성되며, 이러한 비트 신호는 일정한 비트 주파수(fb)를 가지는 정현파의 형태를 가진다.More specifically, by mixing (ie, convolution) the transmit wave and the receive wave, a beat signal as shown in the lower diagram of FIG. 7 is generated, and this beat signal is in the form of a sine wave having a constant bit frequency fb. have

이 때, 비트 신호의 비트 주파수 fb는 대상체까지의 거리 R에 비례하는 값을 가지며, 구체적으로는 대상체까지의 거리 R은 아래 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.In this case, the bit frequency fb of the bit signal has a value proportional to the distance R to the object, and specifically, the distance R to the object may be determined as in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서, BW는 처프 신호의 개별 주파수 대역폭을, T는 스윕 타임(Sweep Time)을, c는 광속, fb는 비트 신호의 비트 주파수를 의미한다.In Equation 1, BW is the individual frequency bandwidth of the chirp signal, T is the sweep time, c is the speed of light, and fb is the bit frequency of the bit signal.

이와 같이, 도 7의 톱니 파형 모델에서는 톱니 형태의 반복 처프 신호를 이용하고, 송신파와 수신파의 믹싱에 의한 비트 신호를 생성한 후, 비트 주파수를 측정함으로써 대상체까지의 거리를 산출할 수 있다.As described above, in the sawtooth waveform model of FIG. 7 , a distance to an object may be calculated by using a sawtooth-shaped repetitive chirp signal, generating a beat signal by mixing a transmission wave and a reception wave, and then measuring the beat frequency.

물론, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 도 7과 같은 신호형태와 변조방식, 타겟 정보 획득 원리에 한정되는 것은 아니며, 기타 다른 방식이 사용될 수도 있다.Of course, the radar apparatus according to the present embodiment is not limited to the signal form, modulation method, and target information acquisition principle as shown in FIG. 7, and other methods may be used.

도 8 및 도 9는 본 실시예에 의한 레이더 장치에 사용되는 송신안테나의 실시예들을 도시한다.8 and 9 show examples of transmission antennas used in the radar apparatus according to the present embodiment.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 본 실시예에 의한 레이더 장치는 동시에 동일한 송신신호를 송출하는 2개 이상의 송신안테나를 포함한다.As described above, the radar device according to this embodiment includes two or more transmission antennas that simultaneously transmit the same transmission signal.

그 일예로서, 도 8과 같이, 안테나부(100)는 동시에 송신신호를 송신하는 2개의 송신안테나(Tx1, Tx2)와, 타겟에서 반사된 신호를 수신하는 1개 이상의 수신안테나(Rx)를 포함할 수 있다.As an example, as shown in FIG. 8, the antenna unit 100 includes two transmit antennas (Tx1, Tx2) for simultaneously transmitting a transmit signal, and one or more receiving antennas (Rx) for receiving a signal reflected from a target. can do.

또한, 도 8과 같이 2개의 송신안테나 Tx1, Tx2는 수직방향(제1방향)으로는 동일한 위치에 배치되며, 수평방향(제2방향)으로는 일정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8 , the two transmission antennas Tx1 and Tx2 may be disposed at the same position in the vertical direction (first direction), and may be disposed to be spaced apart by a predetermined distance in the horizontal direction (second direction).

한편, 도 8과 같이, 다수의 수신안테나 Rx는 모두 동일한 수직 위치를 가질 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 8 , all of the plurality of reception antennas Rx may have the same vertical position.

송신안테나 및 수신안테나 각각은 2개, 4개 또는 6개의 어레이 안테나가 하나의 급전포인트를 가지면서 일측으로 연장되는 구조일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.Each of the transmit antenna and the receive antenna may have a structure in which two, four, or six array antennas extend to one side while having one feeding point, but is not limited thereto.

송신안테나 및 수신안테나를 구성하는 각각의 어레이 안테나는 분배기의 출력라인에 연결되는 다수의 엘리먼트 또는 패치로 구성되며, 컨트롤러를 포함하는 칩(Chip)에 연결되는 급전포트 또는 분배기의 입력포트를 출발지점으로 하여 상부방향(수직방향 중 상부방향)으로 연장될 수 있다. Each of the array antennas constituting the transmit antenna and the receive antenna is composed of a plurality of elements or patches connected to the output line of the divider, and the feed port connected to the chip including the controller or the input port of the divider is the starting point. As a result, it can be extended in the upper direction (the upper direction among the vertical directions).

또한, 송신안테나부를 구성하는 2개의 송신안테나 Tx1, Tx2는 각 어레이 안테나의 연장방향(제1방향)에 수직한 수평방향(제2방향)으로 송신신호 파장의 1/2거리(0.5λ)만큼 이격되도록 배치될 수 있으며, 수신안테나부를 구성하는 복수의 수신안테나 Rxi 역시 송신신호 파장의 1/2거리(0.5λ)만큼 이격되도록 배치될 수 있다.In addition, the two transmission antennas Tx1 and Tx2 constituting the transmission antenna unit are arranged in a horizontal direction (second direction) perpendicular to the extension direction (first direction) of each array antenna by a distance (0.5λ) of half the wavelength of the transmission signal. It may be disposed to be spaced apart, and a plurality of reception antennas Rxi constituting the reception antenna unit may also be disposed to be spaced apart by a distance (0.5λ) of 1/2 of the wavelength of the transmission signal.

이와 같이, 송신안테나 또는 수신안테나 사이의 수평거리를 송신신호 파장의 1/2거리(0.5λ)로 설정함으로써, 그레이팅 로브에(Grating Lobe)에 의한 각도 불명확(Angle Ambiguity)을 제거할 수 있는 효과가 있다.In this way, by setting the horizontal distance between the transmitting antennas or the receiving antennas to be 1/2 the distance (0.5λ) of the wavelength of the transmission signal, the effect of removing the angle ambiguity caused by the grating lobe there is

즉, 수신안테나들 사이의 간격이 송신신호 파장의 1/2거리(0.5λ) 이상이므로 그레이팅 로브가 발생할 수 있는데, 수신안테나들 사이의 수평거리를 0.5λ로 배열하고 각 수신안테나의 채널에서 추출된 각도 정보를 비교하여 보상함으로써 그레이팅 로브에 의한 각도 불명확을 최소화할 수 있는 것이다.That is, a grating lobe may occur because the distance between the receiving antennas is more than 1/2 the distance (0.5λ) of the wavelength of the transmission signal. It is possible to minimize the angular ambiguity caused by the grating lobe by comparing and compensating for the obtained angle information.

도 8과 같은 안테나 구조에서는, 2개의 송신안테나 Tx1, Tx2에서 동일한 송신신호가 동시에 송출되고, 1 이상의 수신안테나에서 수신신호를 수신한다.In the antenna structure shown in FIG. 8, the same transmission signal is simultaneously transmitted from two transmission antennas Tx1 and Tx2, and a reception signal is received from one or more reception antennas.

송신시점과 수신시점의 시간차이를 이용하여 타겟까지의 거리를 산출할 수 있고, 송신신호와 수신신호 사이의 위상차이를 이용하여 타겟의 수평 각도 정보를 산출할 수 있다.The distance to the target may be calculated using the time difference between the transmission time and the reception time, and horizontal angle information of the target may be calculated using the phase difference between the transmission signal and the reception signal.

한편, 도 9의 실시예에서는, 2개의 송신안테나 Tx1, Tx2는 수직방향(제1방향)으로는 동일한 위치에 배치되며, 수평방향(제2방향)으로는 일정 거리만큼 이격되어 배치되며, 다수의 수신안테나 Rx는 수직방향으로 일정한 수직거리 △D만큼 이격되도록 배치될 수 있다.On the other hand, in the embodiment of FIG. 9 , the two transmission antennas Tx1 and Tx2 are disposed at the same position in the vertical direction (first direction) and spaced apart by a certain distance in the horizontal direction (second direction), and a plurality of The receiving antenna Rx of may be arranged to be spaced apart by a certain vertical distance ΔD in the vertical direction.

도 9와 같이, 2개의 수신안테나 Rx1과 Rx2가 수직방향으로 일정 거리 옵셋되어 있으므로, Rx1에서 수신되는 제1수신신호와, Rx2에서 수신되는 제2수신신호 사이에는 수직 옵셋에 따른 위상차이를 가진다.9, since the two receiving antennas Rx1 and Rx2 are offset by a predetermined distance in the vertical direction, there is a phase difference between the first received signal received from Rx1 and the second received signal received from Rx2 according to the vertical offset. .

따라서, 송신시점과 수신시점의 시간차이를 이용하여 타겟까지의 거리를 산출할 수 있고, 송신신호와 제1수신신호, 제2수신신호 사이의 위상차이를 이용하여 타겟의 수직 정보를 산출할 수 있다.Therefore, the distance to the target can be calculated using the time difference between the transmission time and the reception time, and vertical information of the target can be calculated using the phase difference between the transmission signal, the first reception signal, and the second reception signal. have.

물론, 본 실시예에 의한 레이더 장치에 사용되는 안테나부(100)는 도 8 및 도 9의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Of course, the antenna unit 100 used in the radar device according to the present embodiment is not limited to the embodiments of FIGS. 8 and 9 .

즉, 본 실시예에 의한 안테나부는 동시에 송신신호를 송출하는 2개 이상의 송신안테나와 타겟에서 반사되는 수신신호를 수신하는 1개 이상의 수신안테나를 포함하는 한 다른 구조가 이용될 수도 있다.That is, the antenna unit according to the present embodiment may have a different structure as long as it includes two or more transmission antennas for simultaneously transmitting a transmission signal and one or more reception antennas for receiving a reception signal reflected from a target.

또한, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 실제 안테나 개구(Apeture)보다 큰 가상 안테나 개구를 형성하기 위하여 다차원 안테나 배열 및 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output)의 신호 송수신 방식을 채택할 수 있다. In addition, the radar apparatus according to the present embodiment may adopt a multi-dimensional antenna array and a multiple input multiple output signal transmission/reception scheme to form a virtual antenna aperture larger than an actual antenna aperture.

예를 들면, 수평 및 수직의 각도 정밀도 및 해상도를 달성하기 위해, 2 차원 안테나 어레이가 사용된다. 2 차원 레이더 안테나 어레이를 이용하면 수평 및 수직으로 개별적으로 (시간 다중화 된) 2 회의 스캔에 의해 신호를 송수신하며, 2 차원 레이더 수평 및 수직 스캔 (시간 다중화)과 별도로 MIMO가 이용될 수 있다. For example, to achieve horizontal and vertical angular precision and resolution, two-dimensional antenna arrays are used. Using a two-dimensional radar antenna array, signals are transmitted and received by two scans (time multiplexed) separately horizontally and vertically, and MIMO can be used separately from the two-dimensional radar horizontal and vertical scans (time multiplexed).

더 구체적으로, 본 실시예에 의한 레이더 장치에서는, 총 12개의 송신 안테나(Tx)를 포함하는 송신안테나부와 16개의 수신안테냐(Rx)를 포함하는 수신안테나부로 구성된 2차원 안테나 어레이 구성을 채택할 수 있으며, 결과적으로 총 192개의 가상 수신 안테나 배치를 가질 수 있다. More specifically, in the radar device according to the present embodiment, a two-dimensional antenna array configuration is adopted which is composed of a transmit antenna unit including a total of 12 transmit antennas (Tx) and a receive antenna unit including 16 receive antennas (Rx). As a result, you can have a total of 192 virtual receive antenna deployments.

또한, 다른 실시예에서는, 레이더 장치의 안테나가 2차원 안테나 어레이로 배치되며, 그 예로서 각 안테나 패치가 롬버스 격자(Rhombus) 배치를 가짐으로써 불필요한 사이드 로브를 감소시킬 수 있다.Further, in another embodiment, the antenna of the radar device is arranged as a two-dimensional antenna array, for example, each antenna patch has a Rhombus arrangement, whereby unnecessary side lobes can be reduced.

또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 V자 형상으로 배치되는 V-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 V자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 V자 안테나 어레이의 꼭지점(Apex)으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.Alternatively, the two-dimensional antenna array may include a V-shape antenna array in which a plurality of radiation patches are disposed in a V-shape, and more specifically, may include two V-shaped antenna arrays. In this case, a single feed is made to the apex of each V-shaped antenna array.

또는, 2차원 안테나 배열이 다수의 방사 패치가 X자 형상으로 배치되는 X-shape 안테나 어레이를 포함할 수 있으며, 더 구체적으로는 2개의 X자 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 때에는, 각 X자 안테나 어레이의 중심으로 단일 피드(Single Feed)가 이루어진다.Alternatively, the two-dimensional antenna array may include an X-shape antenna array in which a plurality of radiation patches are disposed in an X-shape, and more specifically, may include two X-shaped antenna arrays. At this time, a single feed (Single Feed) is made to the center of each X-shaped antenna array.

또한, 본 실시예에 의한 레이더 센서는 수직 및 수평방향의 감지 정확도 또는 해상도를 구현하기 위하여, MIMO 안테나 시스템을 이용할 수 있다.In addition, the radar sensor according to the present embodiment may use a MIMO antenna system to implement detection accuracy or resolution in vertical and horizontal directions.

더 구체적으로, MIMO 시스템에서는 각각의 송신안테나는 서로 구분되는 독립적인 파형을 가지는 신호를 송신할 수 있다. 즉, 각 송신안테나는 다른 송신 안테나들과 구분되는 독립적인 파형의 신호를 송신하고, 각각의 수신 안테나는 이 신호들의 상이한 파형으로 인해 객체에서 반사된 반사 신호가 어떠한 송신 안테나에서 송신된 것인지 결정할 수 있다.More specifically, in the MIMO system, each transmit antenna may transmit a signal having an independent waveform that is distinguished from each other. That is, each transmitting antenna transmits a signal of an independent waveform that is distinguished from other transmitting antennas, and each receiving antenna can determine from which transmitting antenna the reflected signal reflected from the object is transmitted due to the different waveforms of these signals. have.

또한, 본 실시예에 의한 레이더 장치는 송수신 안테나를 포함하는 기판 및 회로를 수용하는 레이더 하우징과, 레이더 하우징의 외관을 구성하는 레이돔(Radome)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 레이돔은 송수신되는 레이더 신호의 감쇄를 감소시킬 수 있는 재료로 구성되며, 레이돔은 차량의 전후방 범퍼, 그릴이나, 측면 차체 또는 차량 구성요소의 외부 표면으로 구성될 수 있다.In addition, the radar device according to the present embodiment may include a radar housing accommodating a circuit and a substrate including a transmission/reception antenna, and a radome constituting the exterior of the radar housing. In this case, the radome is made of a material capable of reducing attenuation of a transmitted and received radar signal, and the radome may be composed of a front and rear bumper of a vehicle, a grille, or an outer surface of a side body or vehicle component.

즉, 레이더 장치의 레이돔은 차량 그릴, 범퍼, 차체 등의 내부에 배치될 수도 있고, 차량 그릴, 범퍼, 차체 일부와 같이 차량의 외부 표면을 구성하는 부품의 일부분으로 배치됨으로써, 차량 미감을 좋게 하면서도 레이더 센서 장착의 편의성을 제공할 수 있다.That is, the radome of the radar device may be disposed inside the vehicle grill, bumper, body, etc., and is disposed as a part of the parts constituting the external surface of the vehicle, such as the vehicle grill, bumper, and body part, thereby improving the aesthetics of the vehicle while improving the aesthetics of the vehicle. It is possible to provide the convenience of installing the radar sensor.

본 발명에 사용되는 레이더 장치 또는 레이더 시스템은 적어도 하나의 레이더 센서 유닛, 예를 들어 차량의 정면에 장착되는 정면 감지 레이더 센서, 차량의 후방에 장착되는 후방 레이더 센서 및 차량의 각 측방에 장착되는 측방향 또는 측후방 감지 레이더 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The radar device or radar system used in the present invention includes at least one radar sensor unit, for example, a front detection radar sensor mounted on the front of the vehicle, a rear radar sensor mounted on the rear of the vehicle, and a side mounted on each side of the vehicle. It may include one or more of a direction or a rear-facing detection radar sensor.

이러한 레이더 센서 또는 레이더 시스템은 송신신호 및 수신신호를 분석하여 데이터를 처리하며, 그에 따라 객체에 대한 정보를 검출할 수 있고, 이를 위한 전자 또는 제어 유닛(ECU) 또는 프로세서를 포함할 수 있다. 레이더 센서로부터 ECU로의 데이터 전송 또는 신호 통신은 적절한 차량 네트워크 버스 등과 같은 통신 링크를 이용할 수 있다.Such a radar sensor or radar system analyzes a transmitted signal and a received signal to process data, and thus may detect information about an object, and may include an electronic or control unit (ECU) or processor for this. Data transmission or signal communication from the radar sensor to the ECU may use a communication link such as a suitable vehicle network bus or the like.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 다음 시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 적절하게 보상할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, in the vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, the phase adjustment value is determined based on the source transmission signal and the distorted transmission signal for each transmission channel, and the following It is possible to appropriately compensate the phase of the target detection transmission signal at the time point.

이로써, 차량용 레이더 장치에서 송신신호의 위상 편차를 제거함으로써, 수신신호 품질을 개선하고, 타겟 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Accordingly, by removing the phase deviation of the transmission signal in the vehicle radar device, there is an effect of improving the quality of the received signal and improving the precision of the target information.

한편, 이상과 같은 본 실시예에 의한 레이더장치에 포함되는 송수신부(200), 신호처리부(300), 위상보정장치(400)와, 위상보정장치에 포함되는 소스 송신신호 추출부(410)와, 왜곡 송신신호 추출부(420)와, 위상 조절값 산출부(430) 및 위상 보정부(440) 등은 차량용 레이더 제어장치의 일부 하드웨어 또는 ECU의 일부 모듈로서 구현될 수 있다.On the other hand, the transmitting and receiving unit 200, the signal processing unit 300, the phase correction device 400 included in the radar device according to the present embodiment as described above, and the source transmission signal extraction unit 410 included in the phase compensation device and , the distortion transmission signal extraction unit 420 , the phase adjustment value calculation unit 430 , the phase correction unit 440 , and the like may be implemented as some hardware of the vehicle radar control device or as some modules of the ECU.

이러한 레이더 제어장치 또는 ECU는 프로세서와 메모리 등의 저장장치와 특정한 기능을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 등을 포함할 수 있으며, 전술한 위상보정장치(400)와, 위상보정장치에 포함되는 소스 송신신호 추출부(410)와, 왜곡 송신신호 추출부(420)와, 위상 조절값 산출부(430) 및 위상 보정부(440) 등은 각각의 해당되는 기능을 수행할 수 있는 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있을 것이다.Such a radar control device or ECU may include a storage device such as a processor and a memory, and a computer program capable of performing a specific function, and the above-described phase compensation device 400 and the source transmission signal included in the phase compensation device. The extraction unit 410, the distortion transmission signal extraction unit 420, the phase adjustment value calculation unit 430, the phase correction unit 440, etc. may be implemented as software modules capable of performing respective corresponding functions. There will be.

즉, 본 실시예에 의한 위상보정장치(400)와, 위상보정장치에 포함되는 소스 송신신호 추출부(410)와, 왜곡 송신신호 추출부(420)와, 위상 조절값 산출부(430) 및 위상 보정부(440) 등은 각각 해당되는 소프트웨어 모듈로 구현되어 메모리에 저장될 수 있으며, 각 소프트웨어 모듈은 특정 시점에서 ECU와 같은 연산처리 장치에서 수행될 수 있다.That is, the phase correction device 400 according to the present embodiment, the source transmission signal extraction unit 410 included in the phase compensation device, the distortion transmission signal extraction unit 420, the phase adjustment value calculation unit 430 and The phase correction unit 440 and the like may be implemented as respective software modules and stored in a memory, and each software module may be executed in an arithmetic processing device such as an ECU at a specific time.

또는, 위상보정장치(400)와, 위상보정장치에 포함되는 소스 송신신호 추출부(410)와, 왜곡 송신신호 추출부(420)와, 위상 조절값 산출부(430) 및 위상 보정부(440) 등은 레이더 장치의 송수신부 등에 연동된 일정한 하드웨어 또는 배선 등의 구조로 구현될 수도 있을 것이다.Alternatively, the phase correction device 400 , the source transmission signal extraction unit 410 included in the phase compensation device, the distortion transmission signal extraction unit 420 , the phase adjustment value calculation unit 430 , and the phase correction unit 440 . ), etc., may be implemented in a structure such as hardware or wiring interlocked with the transceiver of the radar device.

도 10은 본 실시예에 의한 송신신호 위상 보정방법의 흐름을 도시하는 흐름도이다.10 is a flowchart showing the flow of the transmission signal phase correction method according to the present embodiment.

본 실시예에 의한 송신신호 위상 보정방법은, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서 수행되는 방법이다.The transmission signal phase correction method according to the present embodiment is a method performed in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals.

도 10과 같이, 본 실시예에 의한 송신신호 위상 보정방법은, 제1송신시점에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출단계(S1010)와, 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출단계(S1020)와, 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출단계(S1030, 및 상기 제1송신시점에 이어지는 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정 단계(S1040)를 포함하여 구성될 수 있다.10, in the transmission signal phase correction method according to the present embodiment, a source transmission signal extraction step (S1010) of extracting a source transmission signal serving as a reference at a first transmission time point, and a phase distortion occurs at the first transmission time point A distorted transmission signal extraction step of extracting the distorted transmission signal (S1020), and a phase adjustment value calculation step of calculating a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time (S1030, and the first transmission time) It may be configured to include a phase correction step (S1040) of correcting the phase of the target detection transmission signal using the phase adjustment value at the second transmission time subsequent to the first transmission time.

이 때, 소스 송신신호는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호일 수 있다.In this case, the source transmission signal may be an unmodulated signal, and the target detection transmission signal may be a frequency modulated signal.

또한, 위상 조절값 산출단계(S1030)에서는, 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정할 수 있다.In addition, in the step of calculating the phase adjustment value ( S1030 ), the phase representative value may be calculated based on the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal, and the phase representative value may be determined as the phase adjustment value.

또한, 소스 송신신호 추출 단계(S1010)에서는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며, 왜곡 송신신호 추출단계(S1020)에서는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출할 수 있다.In addition, in the source transmission signal extraction step (S1010), the source transmission signal is extracted from the input signal of the phase shifter included in each transmission channel of the radar device, and in the distorted transmission signal extraction step (S1020), each transmission of the radar device The distorted transmission signal may be extracted from a coupler included in the channel.

이와 같은 송신신호 위상 보정방법은 도 3 내지 도 9를 기초로 위에서 설명한 구성에 의하여 수행될 수 있으므로, 세부적인 구성의 설명은 생략한다.Since such a transmission signal phase correction method can be performed according to the configuration described above based on FIGS. 3 to 9 , a detailed description of the configuration is omitted.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치가 제공하는 신호 처리 방법에 대한 흐름도이다.11 is a flowchart of a signal processing method provided by a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11은 타겟으로부터의 반사신호가 수신 완료된 이후의 신호 처리 과정을 나타낸 흐름도로서, S1110 단계에서 획득된 수신데이터를 한 주기당 처리 가능한 단위 샘플 사이즈로 데이터 버퍼링(S1120) 한 이후, 주파수 변환(S1130)을 수행한다. 11 is a flowchart illustrating a signal processing process after reception of a reflected signal from a target is completed. After data buffering (S1120) of the received data acquired in step S1110 to a unit sample size that can be processed per one cycle (S1120), frequency conversion (S1130) ) is performed.

이후, 주파수 변환된 수신데이터를 토대로 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산(S1140) 등을 수행하고, 타깃에 대한 수직/수평 정보, 속도정보 및 거리정보를 추출(S1150)한다. S1230 단계에서의 주파수 변환은, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 등과 같은 푸리에 변환을 이용할 수 있다.Thereafter, CFAR (Constant False Alarm Rate) operation (S1140) and the like are performed based on the frequency-converted received data, and vertical/horizontal information, speed information, and distance information about the target are extracted (S1150). The frequency transformation in step S1230 may use a Fourier transform such as a Fast Fourier Transform (FFT).

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서, 각 송신채널별로 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 다음 시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 적절하게 보상함으로써, 수신신호 품질을 개선하고, 타겟 정보의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, in the vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, the phase adjustment value is determined based on the source transmission signal and the distorted transmission signal for each transmission channel, and the following By appropriately compensating the phase of the target detection transmission signal at the time point, there is an effect of improving the received signal quality and improving the precision of the target information.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, all of the components may be implemented as one independent hardware, but some or all of the components are selectively combined to perform some or all functions of the combined components in one or a plurality of hardware program modules It may be implemented as a computer program having Codes and code segments constituting the computer program can be easily deduced by those skilled in the art of the present invention. Such a computer program is stored in a computer readable storage medium (Computer Readable Media), read and executed by the computer, thereby implementing the embodiment of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described above mean that the corresponding component may be embedded, unless otherwise stated, so that other components are excluded. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 안테나부 200 : 송수신부
300 : 신호처리부 400 : 위상보정장치
410 : 소스 송신신호추출부 420 : 왜곡 송신신호 추출부
430 : 위상 조절값 산출부 440 : 위상 보정부
212 : 위상쉬프터 214 : 커플러100: antenna unit 200: transceiver unit
300: signal processing unit 400: phase correction device
410: source transmission signal extraction unit 420: distortion transmission signal extraction unit
430: phase adjustment value calculation unit 440: phase correction unit
212: phase shifter 214: coupler

Claims (17)

동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에 포함되는 장치로서,
제1송신시점에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출부;
상기 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출부;
상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출부; 및
상기 제1송신시점에 이어지는 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정부;를 포함하는 송신신호 위상 보정 장치.A device included in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for transmitting a transmission signal at the same time,
a source transmission signal extraction unit for extracting a source transmission signal serving as a reference at the first transmission time point;
a distorted transmission signal extraction unit for extracting a distorted transmission signal in which phase distortion is generated at the first transmission point;
a phase adjustment value calculating unit for calculating a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time; and
and a phase correction unit for correcting the phase of the target detection transmission signal by using the phase adjustment value at a second transmission time subsequent to the first transmission time. 제1항에 있어서,
상기 소스 송신신호는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호인 송신신호 위상 보정 장치.According to claim 1,
The source transmission signal is an unmodulated signal, and the target detection transmission signal is a frequency modulated signal. 제1항에 있어서,
상기 위상 조절값 산출부는 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정하는 송신신호 위상 보정 장치.According to claim 1,
The phase adjustment value calculator calculates a phase representative value based on the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal, and determines the phase representative value as the phase adjustment value. 제3항에 있어서,
상기 제1송신시점은 다수의 제1 서브 송신시점을 포함하며, 상기 위상 조절값 산출부는 상기 다수의 제1 서브 송신시점에서 산출된 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상의 차이값의 평균을 상기 위상 대표값으로 결정하는 송신신호 위상 보정 장치.4. The method of claim 3,
The first transmission time includes a plurality of first sub-transmission time points, and the phase adjustment value calculator calculates the difference between the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal calculated at the plurality of first sub-transmission times. A transmission signal phase correction device for determining an average as the phase representative value. 제1항에 있어서,
상기 소스 송신신호 추출부는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며,
상기 왜곡 송신신호 추출부는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출하는 송신신호 위상 보정 장치.According to claim 1,
The source transmission signal extraction unit extracts the source transmission signal from the input signal of the phase shifter included in each transmission channel of the radar device,
The distorted transmission signal extraction unit is a transmission signal phase correction device for extracting the distorted transmission signal from a coupler included in each transmission channel of the radar device. 동시에 동일한 송신신호를 송신하는 복수의 송신채널을 포함하는 송신부;
타겟에서 반사된 수신신호를 수신하는 수신안테나를 포함하는 수신부;
상기 수신안테나에서 수신된 수신신호를 처리하여 타겟의 정보를 획득하는 신호처리부; 및
상기 복수의 송신채널에 포함되는 각 송신채널에 대하여 제1송신시점에서 추출되는 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 결정하여, 제2송신시점에서의 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 송신신호 위상 보정 장치;
를 포함하는 차량용 레이더 장치.a transmission unit including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting the same transmission signal;
a receiving unit including a receiving antenna for receiving the received signal reflected from the target;
a signal processing unit for processing the received signal received from the receiving antenna to obtain target information; and
For each transmission channel included in the plurality of transmission channels, a phase adjustment value is determined based on the source transmission signal and the distorted transmission signal extracted at the first transmission time, and the phase of the target detection transmission signal at the second transmission time is determined. a transmission signal phase correction device for correcting;
A vehicle radar device comprising a. 제6항에 있어서,
상기 복수의 송신채널에 포함되는 각 송신채널은 위상쉬프터, 커플러 및 송신안테나를 포함하며,
상기 송신신호 위상 보상장치는
상기 송신신호 위상 보정장치는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며, 상기 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출하는 차량용 레이더 장치.7. The method of claim 6,
Each transmission channel included in the plurality of transmission channels includes a phase shifter, a coupler and a transmission antenna,
The transmission signal phase compensator is
The transmission signal phase correction device extracts the source transmission signal from the input signal of the phase shifter, and extracts the distorted transmission signal from the coupler. 제7항에 있어서,
상기 소스 송신신호는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호인 차량용 레이더 장치.8. The method of claim 7,
The source transmission signal is an unmodulated signal, and the target detection transmission signal is a frequency modulated signal. 제6항에 있어서,
상기 송신신호 위상 보정장치는 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정하는 차량용 레이더 장치.7. The method of claim 6,
The transmission signal phase correction device calculates a phase representative value based on the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal, and determines the phase representative value as a phase adjustment value. 제9항에 있어서,
상기 제1송신시점은 다수의 제1 서브 송신시점을 포함하며, 상기 송신신호 위상 보정장치는 상기 다수의 제1 서브 송신시점에서 산출된 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상의 차이값의 평균을 상기 위상 대표값으로 결정하는 차량용 레이더 장치.10. The method of claim 9,
The first transmission time includes a plurality of first sub transmission time points, and the transmission signal phase correcting device is a difference value between the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal calculated at the plurality of first sub transmission times. A vehicle radar device for determining the average of the phase representative values. 제6항에 있어서,
상기 송신신호 위상 보정장치는,
상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출부;
상기 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출부;
상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출부; 및
상기 제1송신시점에 이어지는 상기 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 상기 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정부;를 포함하는 차량용 레이더 장치.7. The method of claim 6,
The transmission signal phase correction device,
a source transmission signal extraction unit for extracting the source transmission signal at the first transmission time point;
a distorted transmission signal extraction unit for extracting a distorted transmission signal having a phase distortion generated at the first transmission time;
a phase adjustment value calculator for calculating a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time; and
and a phase correction unit for correcting the phase of the target detection transmission signal by using the phase adjustment value at the second transmission time subsequent to the first transmission time. 제6항에 있어서,
상기 송신부는 수평방향으로 일정 수평거리만큼 이격 배치되는 2개 이상의 송신안테나를 포함하는 차량용 레이더 장치.7. The method of claim 6,
The transmitter includes two or more transmitter antennas spaced apart from each other by a predetermined horizontal distance in a horizontal direction. 동시에 송신신호를 송출하는 다수의 송신채널을 포함하는 차량용 레이더 장치에서의 방법으로서,
제1송신시점에서 기준이 되는 소스 송신신호를 추출하는 소스 송신신호 추출단계;
상기 제1송신시점에서 위상 왜곡이 발생된 왜곡 송신신호를 추출하는 왜곡 송신신호 추출단계;
상기 제1송신시점에서 상기 소스 송신신호와 왜곡 송신신호를 기초로 위상 조절값을 산출하는 위상 조절값 산출단계; 및
상기 제1송신시점에 이어지는 제2송신시점에서 상기 위상 조절값을 이용하여 타겟 감지 송신신호의 위상을 보정하는 위상 보정 단계;
를 포함하는 송신신호 위상 보정 방법.A method in a vehicle radar device including a plurality of transmission channels for simultaneously transmitting transmission signals, the method comprising:
a source transmission signal extraction step of extracting a source transmission signal serving as a reference at a first transmission time point;
a distorted transmission signal extraction step of extracting a distorted transmission signal in which phase distortion has occurred at the first transmission time point;
a phase adjustment value calculating step of calculating a phase adjustment value based on the source transmission signal and the distorted transmission signal at the first transmission time; and
a phase correction step of correcting a phase of a target detection transmission signal using the phase adjustment value at a second transmission time subsequent to the first transmission time;
Transmission signal phase correction method comprising a. 제13항에 있어서,
상기 소스 송신신호는 무변조 신호이며, 상기 타겟 감지 송신신호는 주파수 변조 신호인 송신신호 위상 보정 방법.14. The method of claim 13,
The source transmission signal is an unmodulated signal, and the target detection transmission signal is a frequency modulated signal. 제13항에 있어서,
상기 위상 조절값 산출단계에서는, 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상을 기초로 위상 대표값을 산출하고, 상기 위상 대표값을 위상 조절값으로 결정하는 송신신호 위상 보정 방법.14. The method of claim 13,
In the step of calculating the phase adjustment value, a phase representative value is calculated based on the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal, and the phase representative value is determined as a phase adjustment value. 제15항에 있어서,
상기 제1송신시점은 다수의 제1 서브 송신시점을 포함하며, 상기 위상 조절값 산출 단계에서는 상기 다수의 제1 서브 송신시점에서 산출된 상기 소스 송신신호의 위상과 왜곡 송신신호의 위상의 차이값의 평균을 상기 위상 대표값으로 결정하는 송신신호 위상 보정 방법.16. The method of claim 15,
The first transmission time includes a plurality of first sub transmission time points, and in the step of calculating the phase adjustment value, a difference value between the phase of the source transmission signal and the phase of the distorted transmission signal calculated at the plurality of first sub transmission time points A transmission signal phase correction method for determining the average of the phase representative values. 제13항에 있어서,
상기 소스 송신신호 추출 단계에서는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 위상쉬프터의 입력신호로부터 상기 소스 송신신호를 추출하며,
상기 왜곡 송신신호 추출단계에서는 상기 레이더 장치의 각 송신채널에 포함되는 커플러로부터 상기 왜곡 송신신호를 추출하는 송신신호 위상 보정 방법.
14. The method of claim 13,
In the step of extracting the source transmission signal, the source transmission signal is extracted from the input signal of the phase shifter included in each transmission channel of the radar device,
In the step of extracting the distorted transmission signal, the transmission signal phase correction method for extracting the distorted transmission signal from a coupler included in each transmission channel of the radar device.
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